高水平运动员跳马踺子直体后空翻转体360°动作运动学特征的研究

运用运动生物力学高速度摄影影片测量方法，对国际级高水平运动员的踺子直体后空翻转体３６０°跳马动作进行测量，获得了该动作的运动学参数，并进行了运动学分析，为运动训练实践提供了该动作的技术参数及运动技术的生物力学特征     

基于三轴加速度传感器的大学生体力活动能量消耗模型研究

针对中国大学生人群,选择7项日常体力活动方式,通过三轴加速度传感器监控,构建不同类型运动项目的能量消耗预测模型。研究结果表明：（1）通过佩戴传感器,可以有效对运动过程进行记录,每种运动形式特征明显。（2）不同类型的运动之间具有显著性差异,同一种运动方式不同速度之间没有差异,说明传感器可以有效区分运动类型。（3）将加速度值进行分析,构建基于垂直加速度Vcz和综合加速度值VM的能量消耗模型,分别为：W/min=-9.173+0.004×ACz+1.09×Sex+0.241×BMI+0.060×HR,W/min=-12.57+0.008×VM+0.921×SEX+0.242×BMI+0.053×HR （M=1,F=0）。（4）通过回带验证,两个能量消耗方程均有很好的拟合度,预测结果与实际值很接近。     

运动健身能量消耗简易测量方法的效度研究

目的:使用SWA传感器测量跑台走跑和实地自行车运动时的能量消耗,并与间接测热法测量结果相比较,对SWA测量运动健身时能量消耗的有效性进行研究,为传感器的准确应用提供参考。方法:15名成年男性在平板运动跑台完成4.8km/h、6.4km/h、8.0km/h 3个速度的走、跑运动,并在室内完成10km/h、13km/h、15km/h的场地自行车运动,使用SWA(两个软件版本V6.1、V7.0)和间接测热法预测运动时的能量消耗,对预测数据进行配对t检验、回归分析、相关性分析、ICC系数以及Bland-Altman一致性检验。结果:1)SWA 6.1高估了跑台走跑(高估1%)和实地自行车运动(高估9%)的能量消耗,但相关性和一致性较好(r=0.91,ICC=0.91)。2)SWA 7.0高估了跑台走跑(高估325%)和实地自行车运动(高估357%)的能量消耗,其与IC预测能量消耗的差值随着强度的增加而增大,但两者之间的相关性较好(r=0.91),一致性在可接受的范围之内(ICC=0.44),且SWA 7.0预测走跑能量消耗时与IC的一致性大于预测自行车运动能量消耗与IC的一致性。结论:SWA传感器预测的运动健身能量消耗值远远大于间接测热法预测的能量消耗,且预测的能量消耗差值随着运动速度的增加而不断增加,与该传感器旧版本高估低强度运动能量消耗和低估高强度能量消耗有所不同,但预估的能量消耗与间接测热法之间有较高的相关性和一致性。     

不同跳绳频率的运动训练研究

跳绳运动是体能训练之一,但是不同跳绳运动频率在运动训练的效益与人体健康的影响仍有待探讨。利用VICON动作捕捉系统及Kistler测力板撷取受过跳绳运动训练的15位小学生选手的下肢运动学资料及地面反作用力值,并采用重复量数单因子变异数分析检定三种频率跳绳运动各组间的跳跃高度及运动学参数是否有差异,统一显著水平定为α=．05,达显著时再用杜凯氏HSD法做事后比较。在探讨在跳绳运动训练过程中,进行低频组（60±2次／分钟）、中频组（100±2次／分钟）及高频组（140±2次／分钟）跳绳运动,下肢所受到相关力学参数的差异,以及下肢关节运动学变化及下肢劲度对着地策略的影响情形。研究结果表明,不同频率跳绳运动的垂直地面反作用力的最大值、被动冲量、负荷率、下肢劲度及角劲度值以高频组较高;不同频率跳绳运动的动作时间以低频组较多;下肢各关节角度变化量方面膝关节角度变化在中频组有突增现象（p〈05）。建议进行跳绳运动运动时,仍应注意高频率跳跃时垂直地面反作用力对人体的冲击。     

足环节模型构建模式与踝关节角度参数变异性研究——人体常速平面行走的试验验证

目的:比较分析不同足环节模型构建模式与踝关节角度参数的变异性规律,针对性研究人体下肢及足环节运动时合理选择相关模型,并为正确定义环节角度参数提供理论依据。方法:在试验对象小腿环节和足环节特征点粘贴反光球,以构建国际通用的3种足环节模型和国内普遍使用的2种足矢量模型;通过三维影像捕捉系统获得反光球的三维空间坐标数据;由相关分析软件计算出人体常速平面行走过程中不同足模型产生的踝关节角度变化值。结论:数据验证与理论推理得出,足尖模型不适用于构造踝关节,跖趾关节模型只能应用于高配置运动捕捉实验室。因此,研究推荐使用跖趾模型。三点角和四点角是矢量模型,构造关节角度不准确且有较大误差。与环节角相比,三点角放大了踝关节角度,四点角缩小了踝关节角度变化范围,只适合一些特殊试验条件下的粗略研究。     

跳绳正三摇上肢动作的运动学分析

目的：测试正三摇期间不同阶段(起跳、腾空、落地)上肢主要环节运动学参数,分析上肢及上肢主要关节运动生物力学特征变化规律。方法：选取15名健康男性专业跳绳运动员每人完成若干次正三摇跳绳动作,采集完整正三摇动作时上肢肩、肘、腕关节运动学数据,计算其他相关运动学参数。结果和结论：正三摇跳绳起跳阶段上肢各关节角度变化肩小于肘小于腕,左臂角度变化大于右臂(除右肘);正三摇跳绳腾空阶段上肢各关节角度变化更为平滑,但在加速度曲线上频频出现问题;正三摇跳绳落地阶段上肢各关节角度变化幅度较小,加速度曲线左臂相对稳定,右臂腕关节出现大幅度变化。     

基于ADAMS人体下肢建模关节力的计算——兼与测力台比较

目的:人体多刚体系统动力学的核心问题是人体运动的建模和求解,目前在利用动力学方法建立方程时,经常出现理论分析的结论与实验测试结果相差甚远的问题。通过对仿真计算结果与试验中测得的GRF(地面支撑力)与Ariel软件解析计算出膝关节胫骨平台力的结果进行比较验证,以期探讨人体多环节肌肉力和关节力的简便获取方法及应用优势。方法:高速摄像和三维解析方法,对1个步态周期完整动作与三维测力台同步采集,获得运动学参数和GRF,利用ADAMS三维软件建模对人体下肢运动进行运动仿真,依据运动学测试参数计算出下肢关节的动力学数据,并将仿真结果与试验中测得的GRF、膝关节胫骨平台力进行比较验证。结果:ADAMS计算的仿真力与三维测力台测得的力相关性(P<0.01)达到非常显著的水平,ADAMS仿真计算的3个方向力值95%置信区间与三维测力台力值置信区间几乎一致;Ariel三维解析计算右膝关节力曲线没有表现出膝关节胫骨平台力曲线的特点,曲线不光滑。结论:基于ADAMS进行运动仿真可有效解决求解复杂的多刚体系统动力学参数的精度问题;ADAMS仿真模拟日常行为活动,基于人机功效学的产品优化设计,全膝关节置换仿真研究,各种碰撞研究具有极大优势。     

基于特征工程和深度学习方法估算体力消耗的模型有效性研究

目的 探究不同佩戴部位、不同惯性测量装置（IMU）（加速度计和陀螺仪）以及不同机器学习方法对人体走、跑活动能量消耗预测准确性的影响。方法 对IMU的原始信号进行预处理并提取多种活动特征,采用交叉验证的方式分别对基于特征工程的机器学习方法和基于深度学习的卷积神经网络方法进行建模。结果 在走、跑活动中,对于IMU的不同佩戴部位,踝部模型的性能整体上优于髋部模型;对于不同IMU获取的运动信号,加速度计模型的性能整体上优于陀螺仪模型;对于不同的机器学习模型,基于特征工程的机器学习方法普遍优于基于深度学习的卷积神经网络方法。结论 基于多信号融合的人工神经网络模型在不同运动强度下的稳定性和泛化能力均优于其他3种模型,建议使用该模型对走、跑活动的能量消耗进行估算。     

图象分析计算人体总重心的方法探讨

在进行运动技术研究时。常用高速摄影机获取大量的技术图片,然后进行分析、输入计算机处理,以便对人体的各种运动参数进行定量分析。为此,首先需大量测算电影技术图片中人的重心位置。如果有GP—2000型图象分析仪获得原始数据并计算是很方便的。但大多数单位,特别是体育院、系没有图象分析仪,大量的研究只能靠人工计算。我试用微型计算机BASIC语言进行计算,将人体各关节中心的坐标输入计算机中,即可获得人体重心的坐标和主要关节的角度。而这利微型计算机的配备对于基层单位是能做到的事。现将其原理、程序说明如下。一、原理 (一)测定人体重心简单而又较为准确的方法是分析法(又称力矩合成法)。它是     

太极关节放松健身操及其对中老年人抗氧化系统的影响

在对太极拳多年教学和练习的基础上,文章针对中老年人的生理特点,创编了一套太极关节放松健身操,目的是为中老年人提供一套具有与太极拳功效相同,运动负荷适中,健身效果良好的活动项目。该健身操吸纳了陈氏、杨氏和孙氏太极拳的功法优点,以“调身、调心、调息”为健身理念,以“轻、柔、舒、缓”和“贯、协、正、圆”为基本练习要诀。为探讨太极关节放松健身操的运动效果,选取了20名男性和20名女性身体健康的中老年人作为研究对象,进行为期两年的太极关节放松健身操练习。研究结果表明：练习者的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—Px）、过氧化氢酶活性（CAT）比练习前均有显著增长,丙二醛（MDA）比练习前均有显著下降。因此,太极关节放松健身操对于中老年人调节身心健康、延缓衰老具有一定作用。     

"程菲跳"运动学分析

"程菲跳"是我国优秀运动员程菲在2005年创造的新动作,是目前该类动作中难度最大的动作之一,目前世界上极少运动员能完成该动作。通过三维运动学分析方法,研究了"程菲跳"运动学规律与技术特点,获得了程菲在完成"程菲跳"时主要运动学指标随时间的变化过程,包括身体重心位移和速度,各关节的位移、速度和角度,不同动作阶段的时间,以及几个关键技术阶段的运动技术特点。     

广大健身者对有氧健身操几种心理需求的探讨

有氧健身操运动自身的价值能满足人们的各种价值需求,所以能受到人们的普遍青睐。本文从心理学的角度进行研究,人们对有氧健身操主要存在着社会、情感、表演和创作等几种类型的价值需求。     

体力活动测量方法研究进展

体力活动水平与健康之间存在着剂量反应,如何准确测量体力活动水平是研究人员关心的问题。本文综述了体力活动研究的几种主要方法:行为观察法,双标水法,间接热量测量法,心率法,运动传感器法,问卷法。双标水法被认为是人体能量消耗测量的金标准,间接热量测量法也经常被用来校正其他测量方法,但这两种方法很难在大规模人群中应用。运动传感器和问卷法是在大规模人群中应用比较多的两种方法。     

基于高速荧光透视成像探究裸足与着鞋对跑步时距上和距下关节在体运动学的影响

目的：采用国内首套高速双平面荧光透视成像系统（dual fluoroscopic imaging system,DFIS）独立量化裸足与着鞋跑时距上和距下关节的在体六自由度（6 degree of freedom,6DOF）运动学。方法：选取12名健康男性跑者,通过计算机断层扫描获取踝中立位影像学数据,构建踝关节模型并建立距上、距下关节局部坐标系。利用DFIS采集受试者在裸足与着鞋条件下后跟着地时（3 m/s±5%跑速）的荧光成像,并通过3D-2D图像配准技术获取距上、距下关节的6DOF运动学特征。采用配对样本t检验比较2种条件下距上和距下2个关节的6DOF参数。结果：相比裸足,着鞋跑显著降低了支撑中期距上关节的峰值跖/背屈角度与整个支撑期的屈伸活动度（P<0.05）;显著增加了支撑中期距下关节的峰值背屈与峰值外翻角度（P<0.05）;在整个支撑期3个平动方向（内外、前后、上下）上的运动学特征无显著性差异。结论：上述发现有效弥补了现阶段采用传统测量技术只能获取单一踝关节运动学结果的缺陷;而着鞋跑显著增加了距下关节的外翻,未来研究可进一步探究距下关节外翻与跑步损伤之间的关联;...     

LivePod LP2检测人体运动中能量消耗水平的信、效度检验

加速度传感器以其轻便、客观、精确等特点,在人体体力活动测量与评价中被广泛使用。LivePod LP2是一款国产新型加速度传感器,它基于3轴加速度MEMS传感器技术,采用人体动作智能模糊识别模型和个性化能耗模型测量人体运动中的能量消耗。对LivePodLP2在测量人体运动能量消耗的信度和效度水平进行了验证。26名受试者在4个不同部位佩戴LivePod LP2,在3种速度下(4km/h、6km/h、8km/h)运动。通过计算ICC,发现其值处于0.978～0.997;采用相关分析、配对样本t检验以及Bland-Altman分析法等方法对仪器和MAXII测量数据分析表明:LivePod LP2佩戴于右侧臀部上方,在慢跑速度水平下效度水平最高。LivePod LP2可以用于记录体力活动能量消耗,在日常应用中,用户可以选择将LivePod LP2固定于腰部来监测运动能量消耗情况。     

不同速度正向单摇跳绳地面反作用力与下肢关节角度的变化特征关系

目的测试不同速正向单摇跳绳支撑期动力学及运动学参数,分析地面反作用力特征与下肢关节角度变化特征的关系。方法选取10名专业跳绳运动员进行慢速、中速、快速的连续跳绳测试。采集动作过程中支撑期垂直地面反作用力(VGRF)值,计算运动中下肢动力学参数,同步采集动作中的运动学参数。结果中速跳绳支撑期VGRF值、爆发力、落地阶段膝关节角度均显著大于慢速跳绳和快速跳绳(p<0.05);快速跳绳下肢关节活动范围均小于慢速跳绳和中速跳绳(p<0.05);慢、中、快速跳绳运动腿刚度由小到大为中速跳绳<慢速跳绳<快速跳绳。结论快速跳绳可以作为专项练习的辅助手段发展踝关节力量;快速跳绳可以锻炼膝关节和髋关节稳定性。中速跳绳可以练习踝关节、膝关节周围肌肉力量和爆发力且出现损伤的风险小。     

加速度、速度遥测与摄影同步自动记录装置的研究

一、目的 1.为了在运动现场准确而又及时地获得各种运动项目的运动学特征,特研究并制做了该套装置。记录运动过程中的时空特性是运动生物力学研究的重要手段,速度和加速度是表示时间与空间特性的最重要的运动学参数。研制加速度、速度遥测与摄影同步自动记录装置,填补我国体育科研中的这项空白,对于推动我国运动生物力学的发展将会起到重要作用。 2.本项研究以测定投标枪的速度和加速度为主,同时兼顾其它项目,使之成为能广泛应用于各项运动的自动记录仪器。     

运动认知测量方法综述

主要从运动认知过程本身的特点出发,对注意特征、知觉能力、知觉预测、视觉搜索策略、运动思维与决策领域的测量方法及特点进行了分析讨论,并指出,虽然测量的内容范围相当广泛,但仍存在如下问题:非运动情景、简单运动情景设置偏多;指标的综合性较差;能反映运动认知过程内在机制的测量方法尚不多见。认为今后的研究方向应是:寻找复杂运动情景下、多指标综合测量、反映运动认知过程内在机制的测量方法,并需要高度重视与认知有关的大脑兴奋水平。     

体育学实验研究领域热点问题的聚类分析与展望——以2005-2013年国内十五类体育期刊文献计量学统计为例

运用元分析技术以2005-2013年数据为基础对国内复合影响因子和综合影响因子较高的十五类体育期刊发表的实验科学学术论文进行了统计,结果认为:2005年以来,中国体育学实验科学领域研究大致可以分为成熟完善和创新发展两个阶段;运动生理学实验科学研究主要集中在高原、低氧训练、有氧运动、中药补剂、运动干预、力竭运动、运动性疲劳;运动训练学以力量训练、运动监测、高原训练、心理干预训练为主;学校体育学较为成熟的实验成果为运动处方教学、运动健身、合作学习、分层教学法、多媒体教学法以及学生体质健康监测与评价方面;体育心理学主要是借助心理学的方法手段来解决学校体育、竞技体育和大众体育领域人的心理健康问题;运动生物力学则借助动力学和运动学相关理论,利用高速摄影和计算机解析系统、光电计时器、加速器、肌电仪和测力台等,测量人体运动过程中关节角度变化的运动学参数。研究进一步认为:借助肌肉活检、电镜观察、微电极生理和超微技术分析来了解人体运动生理学的微观世界,电脑记忆、系统综合处理分析、换能、遥测、多导记录等手段有待于广泛应用到运动生理学研究实践;运用中国传统医学手段促进运动训练恢复,延长运动寿命;加强学校体育运动系统仿真教学法的实验研究,采用多种方法和技巧相结合,形成学校体育教学稳定的程式结构;建立人体运动计算机仿真系统和肌肉力学模型,影像测量点识别、采集的自动化,数据采集的标准化,关节力学测试三维化等方面的实验研究将成为未来我国实验科学探索的热点领域。     

运动技术分析诊断现状述评

目的介绍运动技术分析诊断中运动学、动力学、肌电学测量的实践应用情况。方法文献资料法与逻辑分析法。结果和结论表明运动技术分析诊断的测量方法不仅应用于竞技与健身的体育活动中,而且在艺术创造与运动康复中也发挥积极作用。